В древности Сахалин населяли племена айнов, нивхов, эвенков. Европейцами остров открыт в 17 веке. Первым видел остров и нанес его на карту русский казак Москвитин в 1640 году, а голландский мореплаватель Де Фриз 16 июля 1643 года первым высадился на острове.

Голландский мореплаватель середине XVII века на фрегате «Кастрикум» предпринял экспедицию к Сахалину и Курилам желая достичь берегов Восточной Азии. Пройдя вблизи Шикотана и Кунашира, де Фриз оказался в проливе между Итурупом и Урупом, теперь этот пролив носит его имя де Фриза, шириной 40 километров. «Кастрикум» вошел в Анивский залив 14 июля 1643 года. Голландцы видели берега Сахалина на северо-западе и северо-востоке и берега Хоккайдо на юго-востоке. Однако густой туман не позволил им обнаружить пролив Лаперуза, и Де Фриз счел, что Сахалин является продолжением Хоккайдо.

Корабль экспедиции 16 июля 1643 года  подошел к побережью Сахалина в северной части Анивского залива для пополнения запасов пресной воды. Здесь участники экспедиции были дружелюбно встречены айнами, которые снабдили голландцев рыбой - лососем и сельдью. Серебряные украшения, увиденные у айнов, вызвали у Де Фриза большой интерес, и он отправил на берег своего помощника Куна с задачей выяснить происхождение серебра. Дважды встретившись с айнами, Кун не смог выполнить поручения, но получил от айнов адекватные географические сведения, однако Де Фриз истолковал их неправильно.

Де Фриз обогнул мыс 20 июля 1643 года мыс Анива и двинулся вдоль северо-восточного побережья Сахалина. Он обнаружил большой залив и 26 июля 1643 года назвал его юго-восточную оконечность мысом Терпения. Впоследствии весь залив стали называть заливом Терпения. Моряки экспедиции видели вершины Камышового хребта, покрытые снегом. Кун с матросами дважды высаживался на берег в районе мыса Терпения.

Голландцы в последний раз встретили айнов 27 июля 1643 года, а 28 июля экспедиция обнаружила небольшой остров, населенный множеством морских котиков и птиц. Де Фриз назвал его остров Тюлений. Попытка пройти дальше не имела успеха из-за сильного встречного ветра, и Де Фриз повернул назад. Двигаясь на юго-восток, «Кастрикум» достиг пролива Фриза и 5 августа вышел в Тихий океан.

В конце 18 века Сахалин посетил французский мореплаватель Ж.Ф.Лаперуз, а в начале 19 века - русский адмирал Иван Федорович Крузенштерн. Только в 1849 году экспедиция по командованием Невельского Геннадия Ивановича на военно-транспортном корабле «Байкал» открыла пролив между Сахалином и материком. Этот пролив впоследствии был назван в его честь - Пролив Невельского.

По Санкт-Петербургскому договору 1875 года Россия получала в собственность остров Сахалин, взамен передав Японии все северные Курильские острова. После поражения Российской империи в Русско-японской войне 1904-05 годов и подписания Портсмутского мирного договора Япония получила Южный Сахалин - часть острова Сахалин к югу от 50-й параллели. В результате победы над Японией в ходе Второй мировой войны в состав Советского Союза была включена вся территория острова Сахалин и все Курильские острова.